CN108963088A - 有机发光二极管及其电子注入层和应用 - Google Patents

有机发光二极管及其电子注入层和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种有机发光二极管及其电子注入层和应用。所述电子注入层包括由第一材料和第二材料共掺杂而成的电子注入材料；所述第一材料选自Ba、Yb中的至少一种；所述第二材料选自Al、Ag中的至少一种。该电子注入层能够保证电子的有效注入，且稳定性佳，加工方式简单，能够适用于倒置型的OLED器件结构。

Description

有机发光二极管及其电子注入层和应用
技术领域
本发明涉及发光器件技术领域，特别是涉及一种有机发光二极管及其电子注入层和应用。
背景技术
有机发光二极管(OLED)因在全色显示、背光源及固态照明等方面有着广阔的应用前景而受到人们的广泛关注。
OLED采用的器件结构一般为ITO/HIL/HTL/EML/ETL/EIL/Cathode。其中，电子注入层EIL通常采用LiF、CsF、NaF，阴极Cathode则为低功函数的Mg:Ag(1:9)、Ca/Al，Ba/Al。这类材料对水、氧敏感，易发生化学反应，导致OLED器件寿命差，不利于商业化上的应用。
为了改善器件的稳定性，倒置型的OLED器件结构是一种有效的方法。目前常用的倒置型OLED器件结构是使用n型的金属氧化物如ZnO、TiO2、MgO、ZrO2、HfO2等金属氧化物作为电子注入层，以MoO3作为空穴注入层，然后蒸镀一层阳极金属(Al、Ag、Au等)，由阴极ITO一侧出光。这些金属氧化物薄膜一般是通过前驱体溶液经过高温处理(200℃处理30min-1h)形成或者是磁控溅射法形成，其中，溶液法制备的氧化物薄膜缺陷多，薄膜致密性差。磁控溅射法形成的薄膜纯度高，致密性，但是每种材料的具体要求和工艺条件不同，工艺复杂，生产成本高。
发明内容
基于此，有必要提供一种有机发光二极管的电子注入层。该电子注入层能够保证电子的有效注入，且稳定性佳，加工方式简单，能够适用于常规的或倒置型的OLED器件结构。
一种有机发光二极管的电子注入层，包括由第一材料和第二材料共掺杂而成的电子注入材料；所述第一材料选自Ba、Yb中的至少一种；所述第二材料选自Al、Ag中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述第一材料为Ba或Yb；所述第二材料为Al或Ag。
在其中一个实施例中，所述第一材料与所述第二材料的重量比为1:6-1:10。优选重量比为1:8-1:10。
在其中一个实施例中，所述第一材料为Ba和Yb；所述第二材料为Al或Ag。
在其中一个实施例中，所述Ba、Yb与所述第二材料的重量比为0.2-0.6：0.2-0.6：6-10。优选重量比为0.4-0.6：0.4-0.6：8-10。
在其中一个实施例中，该电子注入层的厚度为0.5-3nm。优选该电子注入层的厚度为1-2nm。
在其中一个实施例中，包括获取预制器件，以及在所述预制器件的表面蒸镀所述第一材料和所述第二材料，形成所述电子注入层。
在其中一个实施例中，所述蒸镀过程中，控制真空度≤5×10-4Pa。
本发明还提供一种有机发光二极管，具有所述的电子注入层。
本发明还提供所述的有机发光二极管在显示或照明装置中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的有机发光二极管的电子注入层，采用由一定的第一材料和第二材料共掺杂而成的电子注入材料，其中第一材料Ba、Yb是一种低功函数金属，功函数为2.7、3.1eV，与第二材料Al、Ag相配合有利于电子的注入共掺杂的合金薄膜，且该共掺杂的方式能够保证电子注入层的稳定性，延长器件的寿命，且采用简单的蒸镀方式即可进行制作，加工方式简单，能够适用于倒置型的OLED器件结构。
进一步合理设置所述第一材料和第二材料的种类和比例，能够提高电子注入能力的平衡性，优化器件的效率效果。
附图说明
图1为本发明一实施例中的有机发光二极管的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的有机发光二极管及其电子注入层和应用作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例一种有机发光二极管，如图1所示，包括含阴极的基板100，以及依次层叠于基板100之上的电子注入层200、电子传输层300、发光层400、空穴传输层500、空穴注入层600和阳极700。
其中，电子注入层600包括由第一材料Yb和第二材料Al共掺杂而成的电子注入材料，Yb和Al的重量比为1:9。
上述有机发光二极管的制作方法，包括如下步骤：
(1)清洗：将具有150nm ITO的玻璃基板经过去离子水、丙酮、洗液、去离子水和异丙醇五步超声清洗，每步各10-15分钟；清洗干净之后放在真空烘箱中烘干；得基板100，备用。
(2)电子注入层的制备：在ITO上蒸镀一层1.5nm厚的电子注入材料Yb:Al(1:9)，Yb和Al的蒸镀速率控制在和(±5％以内)，真空度为2×10-4Pa，得电子注入层200。
(3)电子传输层制备：使用掺杂的方式共蒸镀一层35nm厚的电子传输层TSPO1:Liq，其中两者重量比为5:5，两者蒸镀速率都控制为真空度为2×10-4Pa，得电子传输层300。
(4)发光层制备：接着使用掺杂的方式共蒸镀一层20nm厚的发光层CBP:Ir(ppy)3，其中Ir(ppy)3掺杂比例为6％(重量比)，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2×10-4Pa，得发光层400。
(5)空穴传输层制备：然后蒸镀一层30nm厚的空穴传输材料CBP，蒸镀速率为真空度为2×10-4Pa，得空穴传输层500。
(6)空穴注入层制备：然后蒸镀一层5nm厚的空穴注入材料MoO3，蒸镀速率为真空度为2×10-4Pa，得空穴注入层600。
(7)金属阴极制备：最后蒸镀一层120nm厚的阳极Al，蒸镀速率控制为真空度为2×10-4Pa，得阳极700。
实施例2
本实施例一种有机发光二极管，其结构类似实施例1，其中的电子注入层包括由第一材料Ba和Yb以及第二材料Ag共掺杂而成的电子注入材料，Ba、Yb和Ag的重量比为0.5:0.5:9。
上述有机发光二极管的制作方法，包括如下步骤：
(1)清洗：将具有150nm ITO的玻璃基板经过去离子水、丙酮、洗液、去离子水和异丙醇五步超声清洗，每步各10-15分钟；清洗干净之后放在真空烘箱中烘干；得基板，备用。
(2)电子注入层的制备：在ITO上蒸镀一层1.5nm厚的电子注入材料Ba:Yb:Ag(0.5:0.5:9)，Ba、Yb和Ag蒸镀速率控制在和(±5％以内)，真空度为2×10-4Pa，得电子注入层；
(3)电子传输层制备：使用掺杂的方式共蒸镀一层35nm厚的电子传输层TSPO1:Liq，其中两者重量比为5:5，两者蒸镀速率都控制为真空度为2×10-4Pa，得电子传输层。
(4)发光层制备：接着使用掺杂的方式共蒸镀一层20nm厚的发光层CBP:Ir(ppy)3，其中Ir(ppy)3掺杂比例为6％(重量比)，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2×10-4Pa，得发光层。
(5)空穴传输层制备：然后蒸镀一层30nm厚的空穴传输材料CBP，蒸镀速率为真空度为2×10-4Pa，得空穴传输层。
(6)空穴注入层制备：然后蒸镀一层5nm厚的空穴注入材料MoO3，蒸镀速率为真空度为2×10-4Pa，得空穴注入层。
(7)金属阴极制备：最后蒸镀一层120nm厚的阳极Al，蒸镀速率控制为真空度为2×10-4Pa，得阳极。
实施例3
本实施例一种有机发光二极管，其结构类似实施例1，其中的电子注入层包括由第一材料Ba和第二材料Al共掺杂而成的电子注入材料，Ba和Al的重量比为1:9。
上述有机发光二极管的制作方法，包括如下步骤：
(1)清洗：将具有150nm ITO的玻璃基板经过去离子水、丙酮、洗液、去离子水和异丙醇五步超声清洗，每步各10-15分钟；清洗干净之后放在真空烘箱中烘干；得基板，备用。
(2)电子注入层的制备：在ITO上蒸镀一层1.5nm厚的电子注入材料Ba:Al(1:9)，Ba和Al蒸镀速率控制在和(±5％以内)，真空度为2×10-4Pa，得电子注入层。
(3)电子传输层制备：使用掺杂的方式共蒸镀一层35nm厚的电子传输层TSPO1:Liq，其中两者重量比为5:5，两者蒸镀速率都控制为真空度为2×10-4Pa，得电子传输层。
(4)发光层制备：接着使用掺杂的方式共蒸镀一层20nm厚的发光层CBP:Ir(ppy)3，其中Ir(ppy)3掺杂比例为6％(重量比)，两者蒸镀速率分别控制为和真空度为2×10-4Pa，得发光层。
(5)空穴传输层制备：然后蒸镀一层30nm厚的空穴传输材料CBP，蒸镀速率为真空度为2×10-4Pa，得空穴传输层。
(6)空穴注入层制备：然后蒸镀一层5nm厚的空穴注入材料MoO3，蒸镀速率为真空度为2×10-4Pa，得空穴注入层。
(7)金属阴极制备：最后蒸镀一层120nm厚的阳极Al，蒸镀速率控制为真空度为2×10-4Pa，得阳极。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种有机发光二极管的电子注入层，其特征在于，包括由第一材料和第二材料共掺杂而成的电子注入材料；所述第一材料选自Ba、Yb中的至少一种；所述第二材料选自Al、Ag中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的有机发光二极管的电子注入层，其特征在于，所述第一材料为Ba或Yb；所述第二材料为Al或Ag。
3.根据权利要求2所述的有机发光二极管的电子注入层，其特征在于，所述第一材料与所述第二材料的重量比为1:6-1:10。
4.根据权利要求1所述的有机发光二极管的电子注入层，其特征在于，所述第一材料为Ba和Yb；所述第二材料为Al或Ag。
5.根据权利要求4所述的有机发光二极管的电子注入层，其特征在于，所述Ba、Yb与所述第二材料的重量比为0.2-0.6：0.2-0.6：6-10。
6.根据权利要求1-5任一项所述的有机发光二极管的电子注入层，其特征在于，该电子注入层的厚度为0.5-3nm。
7.权利要求1-6任一项所述的有机发光二极管的电子注入层的制备方法，其特征在于，包括获取预制器件，以及在所述预制器件的表面蒸镀所述第一材料和所述第二材料，形成所述电子注入层。
8.根据权利要求7所述的有机发光二极管的电子注入层的制备方法，其特征在于，所述蒸镀过程中，控制真空度≤5×10-4Pa。
9.一种有机发光二极管，其特征在于，具有权利要求1-6任一项所述的电子注入层。
10.权利要求9所述的有机发光二极管在显示或照明装置中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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